Разница между гликолизом и циклом TCA

Ключевая разница - гликолиз против цикла TCA
 

Дыхание - это процесс, который занимает ряд реакций, которые связаны с реакциями окисления и восстановления и переносом электрона. В конце дыхания организмы производят энергию, чтобы использовать для своих метаболических процессов. Эта энергия производится в форме АТФ (энергетическая валюта клеток). Во время аэробного дыхания молекулы кислорода действуют как конечные акцепторы электронов и восстанавливаются для производства воды. Это создает электрохимический градиент, который управляет синтезом АТФ. Аэробное дыхание состоит из трех основных фаз, где молекулы углерода перестраиваются через серию катализируемых ферментами реакций с образованием АТФ. Первая фаза, общая для аэробов и анаэробов, - это гликолитический путь, при котором сахарный субстрат, в основном глюкоза, катаболизируется в две молекулы пирувата. Это преобразование производит две молекулы АТФ и две молекулы НАДН. Вторая фаза - цикл трикарбоновых кислот (ТСА), который является центральным узлом, где промежуточные звенья всех метаболических путей объединяются, чтобы внести свой вклад в выработку энергии путем производства NADH, FADH2 и двух молекул CO₂ через окислительно-восстановительные реакции. Цикл TCA происходит только в аэробах. В обоих этих процессах происходит фосфорилирование на уровне субстрата для производства энергии. Основное различие между гликолизом и циклом TCA состоит в том, что гликолиз происходит в цитоплазме, в то время как цикл TCA происходит в митохондриях.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое гликолиз 
3. Что такое цикл TCA
4. Сходство между гликолизом и циклом TCA
5. Сравнение бок о бок - гликолиз по сравнению с циклом TCA в табличной форме
6. Резюме

Что такое гликолиз?

Гликолиз или Путь Эмбден-Мейерхоф является первым этапом производства энергии и происходит в цитозоле аэробов и анаэробов. Это катализируемая ферментами реакция, включающая десять стадий реакции. При гликолизе молекулы сахара фосфорилируются и задерживаются в клетке для катаболизации в две молекулы пирувата (три углеродных соединения), которые являются конечными продуктами гликолиза..

Стадии гликолиза

Он состоит из трех основных этапов:

Подготовительный этап

На этой стадии остатки сахара, которые содержат шесть атомов углерода, фосфорилируются и задерживаются в клетке. Подготовительный этап - это энергозатратный этап, на котором используются две молекулы АТФ.

Стадия расщепления

Во время этой фазы 6-углеродная молекула расщепляется на два фосфорилированных 3-углеродных остатка.

Стадия погашения

Это последняя стадия гликолиза, где синтезируются АТФ и НАДН. Для каждого 6 углеродного сахарного субстрата получают 4 молекулы АТФ, 2 молекулы NADH и 2 молекулы пирувата; таким образом, это энергетическая фаза гликолиза.

Рисунок 01: Гликолиз

Общая реакция гликолиза

Глюкоза + 2P_я + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2Пируват + 4ATP + 2NADH + 2H₂O + 2H⁺

Чистая выработка АТФ = 2ATP

Что такое цикл TCA?

Цикл TCA, также называемый Цикл лимонной кислоты или Цикл Кребса, происходит в матрице митохондрий. Это часть аэробного дыхания; следовательно, это происходит только в аэробах. Цикл TCA представляет собой циклический катализируемый ферментами путь, где 4-углеродный субстрат (щавелевоуксусная кислота) принимает 2-углеродный ацетил-КоА с образованием молекулы 6-углерода (цитрат). Цитрат проходит циклический метаболический путь с образованием двух молекул углекислого газа, двух молекул NADH, одного FADH₂ молекула и одна молекула GTP. Основная функция цикла TCA заключается в сборе высокоэнергетических электронов из углеродного топлива. Эти электроны высокой энергии затем переносятся в цепь переноса электронов, которая является конечной стадией аэробного дыхания для синтеза АТФ. Цикл TCA также действует как последний общий путь для окисления углеводов, аминокислот, жирных кислот и нуклеотидов. Углеводы и жирные кислоты входят в цикл ТСА в виде ацетил-кофермента А, тогда как аминокислоты входят в цикл ТСА в виде α-кетоглутарата, а нуклеотиды в виде фумарата..

Рисунок 02: Цикл TCA

Общая реакция цикла TCA

Acetyl Co A + 3 NAD⁺ + FAD + ВВП + 2P_я + 2H₂O → 2CO₂ + 3NADH + FADH₂ + GTP + 3H⁺

Каковы сходства между гликолизом и циклом TCA?

• Цикл гликолиза и ТСА состоит из ряда реакций, катализируемых ферментами..
• В обоих процессах происходит фосфорилирование на уровне субстрата.
• Оба процесса производят НАДН, Н₂O как продукты.
• Оба процесса регулируются с помощью гормонального контроля, аллостерической регуляции и торможения конечного продукта (механизмы обратной связи).

В чем разница между гликолизом и циклом TCA?

Гликолиз против цикла TCA
Гликолиз - это процесс, при котором 6 молекул углерода (моносахарида) катаболизируются в молекулы 3-углерода пирувата посредством реакций, катализируемых ферментами..	Цикл TCA - это процесс, при котором энергия, запасенная в молекулах углерода, собирается для получения богатых электронами соединений для цепи переноса электронов, чтобы синтезировать АТФ посредством окислительного фосфорилирования..
Сайт Реакции
Гликолиз происходит в цитозоле.	ТСА цикл происходит в матрице митохондрий.
Требование кислорода
Гликолиз может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях..	Цикл ТСА строго аэробный.
Исходное соединение
Шесть моносахаридов углерода (глюкоза) является исходным субстратом гликолиза.	Четырехугольный оксалоацетат является исходным субстратом цикла ТСА.
Конечные продукты
Две молекулы пирувата, две молекулы АТФ и две молекулы НАДН являются конечными продуктами гликолиза.	Два CO2, один GTP, три NADH и один FADH2 являются конечными продуктами цикла TCA.
Последовательность реакций
Гликолитические реакции происходят в виде линейной последовательности.	Цикл TCA происходит через циклическую последовательность.
Участие СО2
CO2 не требуется или производится во время гликолиза.	CO2 вырабатывается для каждой молекулы ацетил-со-цикла TCA.
Расход АТФ
2 молекулы АТФ потребляются гликолитическим путем.	Молекулы АТФ не используются в цикле TCA.

Резюме - Гликолиз против цикла TCA

Гликолиз и цикл TCA являются двумя жизненно важными метаболическими путями, вовлеченными в производство энергии через промежуточные углеродные соединения, полученные из макромолекул углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот. Оба процесса опосредованы ферментами и находятся под постоянным регулированием на основе энергетической потребности клетки / организма, и скорости этих процессов различаются в различных условиях, таких как состояние голодания, состояние сытости, состояние голодания и тренированное состояние. Важно изучить регуляцию гликолитического пути и цикла TCA, чтобы получить биохимические связи для устранения метаболических дисбалансов в организме. Гликолиз является инициативным процессом дыхания, а цикл TCA является второй основной фазой аэробного дыхания, которая связана с конечной стадией дыхания (цепочка переноса электронов). Гликолиз происходит в цитоплазме и производит пируваты; Эти пируваты попадают в митохондрии и помогают в цикле TCA. Гликолиз может происходить как в аэробных, так и в анаэробных организмах. Однако цикл TCA происходит только у аэробных организмов, так как он нуждается в аэробных условиях. В этом разница между гликолизом и циклом ТСА.

Скачать PDF версию Glycolysis vs TCA Cycle

Вы можете скачать PDF версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме, как указано в примечании. Пожалуйста, загрузите PDF версию здесь. Разница между гликолизом и циклом TCA.

Ссылки:

1. Берг, Джереми М. «Цикл лимонной кислоты». Биохимия. 5-е издание., Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г., доступно здесь. Доступ 21 августа 2017.
Берг, Джереми М. «Гликолизис - путь преобразования энергии во многих организмах». Биохимия. 5-е издание., Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г., доступно здесь. Доступ 21 августа 2017.

Изображение предоставлено:

1. «Гликолиз» от WYassineMrabet - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Цикл с лимонной кислотой noi» Нарайанез (говорит) - модифицированная версия изображения: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) с помощью Commons Wikimedia